(57)【要約】【課題】シールド機の上段のカッター部が空間から地山へ又は地山から空間へ進入する際に、上段のカッター部の下面と坑口との間の隙間から流出する地下水を止水する止水構造及びその止水構造箇所の進行方法を提供する。【解決手段】坑口３の止水構造２は、坑口３の周縁部に沿って土留め壁１に取り付けられた第一の止水手段７と、第一の止水手段７の内方に設けられた第二の止水手段１０とを備える。第一の止水手段７は、環状に形成された第一の止水材８と、第一の止水材８よりも空間６側に設けられた第一のバックアップ材９とから構成される。第二の止水手段１０は、両端が第一の止水材８の内周縁部に接続された第二の止水材１１と、第二の止水材１１よりも空間６側に設けられた第二のバックアップ材１２とから構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部が、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されているシールド機を空間から地山へ又は地山から空間へ進入させるために土留め壁に開口された坑口の止水構造であって、
環状で、その内寸は前記シールド機の外形よりも小さく、外寸は前記シールド機の外形よりも大きく形成され、その外周部が前記坑口の周縁部に沿って前記土留め壁に取り付けられる第一の止水材と、
前記第一の止水材の内方で、前記シールド機が前記坑口を通過する際の前記上段のカッター部と前記下段のカッター部との境界部分に対応する高さ位置の前記土留め壁に取り付けられるとともに、その両端が前記第一の止水材に接続される帯状の第二の止水材と、
前記第一の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第一の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する環状の第一のバックアップ材と、
前記第二の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第二の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する帯状の第二のバックアップ材とを備えることを特徴とする坑口の止水構造。
【請求項２】
前記第二の止水材及び前記第二のバックアップ材は、前記土留め壁に脱着可能であることを特徴とする請求項１に記載の坑口の止水構造。
【請求項３】
環状で、その内寸は前記シールド機の外形よりも小さく、外寸は前記シールド機の外形よりも大きく形成され、その外周部が前記坑口の周縁部に沿って前記土留め壁に取り付けられた第一の止水材と、前記第一の止水材の内方で、前記シールド機の前記上段のカッター部と前記下段のカッター部との境界部分に対応する高さ位置の前記土留め壁に取り付けられるとともに、その両端が前記第一の止水材に接続された帯状の第二の止水材と、前記第一の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第一の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する環状の第一のバックアップ材と、前記第二の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第二の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する帯状の第二のバックアップ材とからなる止水手段を備えた土留め壁を、空間から地山へ向かって又は地山から空間へ向かって、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部が、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されているシールド機が通過する際の進行方法において、
前記上段のカッター部を前記第一の止水材と前記第二の止水材との間に進行させて、前記上段のカッター部の周囲を前記第一の止水材及び前記第二の止水材で止水するとともに、前記第一のバックアップ材及び第二のバックアップ材でそれらをそれぞれ支持し、
前記シールド機の前記下段のカッター部が前記土留め壁の直前に到達したら、前記シールド機を停止し、
前記第二の止水材及び前記第二のバックアップ材を取り外し、
前記第一の止水材の内側に前記シールド機全体を進行させて、前記シールド機全体の周囲を前記第一の止水材で止水するとともに、前記第一のバックアップ材でそれを支持することを特徴とするシールド機の進行方法。
【請求項４】
環状で、その内寸は前記シールド機の外形よりも小さく、外寸は前記シールド機の外形よりも大きく形成され、その外周部が前記坑口の周縁部に沿って前記土留め壁に取り付けられた第一の止水材と、前記第一の止水材の内方で、前記シールド機の前記上段のカッター部と前記下段のカッター部との境界部分に対応する高さ位置の前記土留め壁に取り付けられるとともに、その両端が前記第一の止水材に接続された帯状の第二の止水材と、前記第一の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第一の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する環状の第一のバックアップ材と、前記第二の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第二の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する帯状の第二のバックアップ材とからなる止水手段を備えた土留め壁を、空間から地山へ向かって又は地山から空間へ向かって、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部が、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されているシールド機が通過する際の進行方法において、
前記上段のカッター部を前記第一の止水材と前記第二の止水材との間に進行させて、前記上段のカッター部の周囲を前記第一の止水材及び前記第二の止水材で止水するとともに、前記第一のバックアップ材及び第二のバックアップ材でそれらをそれぞれ支持し、
前記シールド機の前記下段のカッター部が前記土留め壁の直前に到達したら、前記下段のカッター部を回転し、
前記下段のカッター部で前記第二の止水材及び前記第二のバックアップ材を破砕しながら、前記第一の止水材の内側に前記シールド機全体を進行させて、前記シールド機全体の周囲を前記第一の止水材で止水するとともに、前記第一のバックアップ材でそれを支持することを特徴とするシールド機の進行方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド機の発進時及び到達時における坑口の止水構造及びシールド機の進行方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路等をアンダーパスするシールド機に関して、本出願人は、例えば、特許文献１において、互いに独立して前進及び後進可能な複数の主シールドを縦横に所定の配列で組み合わせ、各々の主シールドを独立して掘進させて地山を掘削するシールド機を開示している。このシールド機でトンネルを掘削する際は、まず、複数の主シールドのうちの最上段の外側に位置する主シールドを先に掘進させ、次に、その内側に位置する主シールドを掘進させて最上段の主シールドをすべて突出し、それから、下段の主シールドを掘進させる。
【０００３】
また、特許文献２には、カッター部が上段及び下段に分割されたシールド機を、その上段のカッター部を下段のカッター部よりも進行方向に突出させた状態で推進させる方法が開示されている。この方法は、下段のカッター部の上部が地表面よりも上に露出する程度の深さの立坑内にシールド機を傾斜させた状態で設置し、発進とともに、まず、下段のカッター部で立坑の土留め壁を掘削し、その後、上段及び下段のカッター部で地山を掘削しつつ、地山内を掘進する。
【特許文献１】特開２００６−４６０６１号公報
【特許文献２】特開２００６−２０７１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されているシールド機では、複数の主シールド毎にジャッキ等の推進装置やスクリューコンベア等の排土装置が設置されているので、シールド機の前部の重量が重くなって、推進時における線形制御が難しい。また、小土被り区間を掘削する際は、土被りが浅いので線形制御に多少のずれが生じるとすぐに地上に影響を与えてしまうという問題点があった。
【０００５】
また、特許文献２に記載のシールド機の推進方法では、シールド機の上段のカッター部が地山内に進入する際の土被り厚はほとんど無い。したがって、土被り部分の自重は、シールド機の地山内への進入に伴って地山とシールド機との間に生じる摩擦力よりも小さいので、シールド機の上段のカッター部が地山内に進入する際に、シールド機の進行方向に土被り部分が引っ張られて盛り上がり、地山を傷めてしまうという問題点があった。
【０００６】
これに対し、本出願人は、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部は、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に所定の長さだけ突出するように固定配置されているシールド機を提案している（特願２００８−９３２２１）。このシールド機を用いることにより、地山内に進入する際に、シールド機の進行方向に土被り部分が引っ張られて盛り上がり、地山を傷めてしまうという問題を解決することができる。
【０００７】
このシールド機を立坑や明かり等の空間から地山へ向かって発進させる際は、上段のカッター部及び下段のカッター部のカッターヘッドを回転駆動させるとともに、シールドジャッキを伸張させることによりシールド機本体を進行させて、まず、進行方向に位置する地山を上段のカッター部のカッターヘッドで掘削しつつ、地山内にシールド機を進入させる。上段のカッター部が地山内に進入したら、シールド機本体を進行させて、次に、下段のカッター部のカッターヘッドで地山を掘削しつつ、地山内にシールド機本体を進入させる。
【０００８】
一方、このシールド機を地山から立坑や明かり等の空間内に到達させる際は、上段のカッター部及び下段のカッター部のカッターヘッドを回転駆動させるとともに、シールドジャッキを伸張させることによりシールド機本体を進行させて、まず、上段のカッター部を空間内に進入させる。上段のカッター部が空間内に進入したら、シールド機本体を進行させて、次に、下段のカッター部のカッターヘッドで地山を掘削しつつ、空間内にシールド機本体を進入させる。
【０００９】
本出願人が、特願２００８−９３２２１にて提案したシールド機が空間から地山へ又は地山から空間へ進入する際に、シールド機本体の周囲は止水材で囲まれているので、シールド機本体と坑口との間の隙間から地下水が空間へ流入することは無い。しかしながら、土被りの厚い立坑や空間にシールド機を到達又は発進させる場合に、上段のカッター部が下段のカッター部よりも突出しているので、上段のカッター部のみが空間から地山へ又は地山から空間へ進入する際には、上段のカッター部の下面と坑口との間の隙間から地下水が流出してしまうという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記のような問題に鑑みなされたものであって、シールド機の上段のカッター部が空間から地山へ又は地山から空間へ進入する際に、上段のカッター部の下面と坑口との間の隙間から流出する地下水を止水する止水構造及びその止水構造箇所の進行方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明は、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部が、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されているシールド機を空間から地山へ又は地山から空間へ進入させるために土留め壁に開口された坑口の止水構造であって、環状で、その内寸は前記シールド機の外形よりも小さく、外寸は前記シールド機の外形よりも大きく形成され、その外周部が前記坑口の周縁部に沿って前記土留め壁に取り付けられる第一の止水材と、前記第一の止水材の内方で、前記シールド機が前記坑口を通過する際の前記上段のカッター部と前記下段のカッター部との境界部分に対応する高さ位置の前記土留め壁に取り付けられるとともに、その両端が前記第一の止水材に接続される帯状の第二の止水材と、前記第一の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第一の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する環状の第一のバックアップ材と、前記第二の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第二の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する帯状の第二のバックアップ材とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の坑口の止水構造によれば、第一の止水材及び第一のバックアップ材を備えているので、シールド機本体と土留め壁に開口された坑口との間の隙間を通過する地下水を止水することができる。また、第二の止水材及び第二のバックアップ材を備えているので、シールド機の上段のカッター部の下面と土留め壁に開口された坑口との間の隙間を通過する地下水を止水することができる。したがって、地下水が空間に流入するのを防止できる。
【００１３】
さらに、隙間を通過した被圧地下水の圧力が第一及び第二の止水材に作用しても、第一のバックアップ材及び第二のバックアップ材を備えているので、これらのバックアップ材が第一及び第二の止水材を支持してその圧力を負担する。したがって、第一及び第二の止水材が被圧地下水の圧力によって破断することは無く、確実に止水性を保持できる。
【００１４】
本発明において、前記第二の止水材及び前記第二のバックアップ材は、前記土留め壁に脱着可能であることとしてもよい。
【００１５】
本発明によれば、シールド機の下段のカッター部が通過する際には、第二の止水材及び第二のバックアップ材を取り外すことができる。したがって、第二の止水材及び第二のバックアップ材を再利用することができる。
【００１６】
本発明のシールド機の進行方法は、環状で、その内寸は前記シールド機の外形よりも小さく、外寸は前記シールド機の外形よりも大きく形成され、その外周部が前記坑口の周縁部に沿って前記土留め壁に取り付けられた第一の止水材と、前記第一の止水材の内方で、前記シールド機の前記上段のカッター部と前記下段のカッター部との境界部分に対応する高さ位置の前記土留め壁に取り付けられるとともに、その両端が前記第一の止水材に接続された帯状の第二の止水材と、前記第一の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第一の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する環状の第一のバックアップ材と、前記第二の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第二の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する帯状の第二のバックアップ材とからなる止水手段を備えた土留め壁を、空間から地山へ向かって又は地山から空間へ向かって、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部が、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されているシールド機が通過する際の進行方法において、前記上段のカッター部を前記第一の止水材と前記第二の止水材との間に進行させて、前記上段のカッター部の周囲を前記第一の止水材及び前記第二の止水材で止水するとともに、前記第一のバックアップ材及び第二のバックアップ材でそれらをそれぞれ支持し、前記シールド機の前記下段のカッター部が前記土留め壁の直前に到達したら、前記シールド機を停止し、前記第二の止水材及び前記第二のバックアップ材を取り外し、前記第一の止水材の内側に前記シールド機全体を進行させて、前記シールド機全体の周囲を前記第一の止水材で止水するとともに、前記第一のバックアップ材でそれを支持することを特徴とする。
【００１７】
本発明のシールド機の進行方法によれば、第一の止水材、第一のバックアップ材、第二の止水材及び第二のバックアップ材で上段のカッター部の周囲を止水しながらシールド機を進行させるので、地下水が空間に流入することを防止できる。
【００１８】
また、下段のカッター部が地山へ進入する際は、第一の止水材及び第一のバックアップ材でシールド機本体の周囲を止水しながらシールド機を進行させるので、地下水が空間に流入することを防止できる。
【００１９】
さらに、シールド機と坑口との間の隙間を通過した被圧地下水の圧力が第一及び第二の止水材に作用しても、第一のバックアップ材及び第二のバックアップ材を備えているので、これらのバックアップ材が第一及び第二の止水材を支持してその圧力を負担する。したがって、第一及び第二の止水材が被圧地下水の圧力によって破断することは無く、確実に止水性を保持できる。
【００２０】
そして、シールド機の下段のカッター部が土留め壁の直前に到達したら、第二の止水材及び第二のバックアップ材を取り外すので、第二の止水材及び第二のバックアップ材を再利用することができる。
【００２１】
本発明のシールド機の進行方法は、環状で、その内寸は前記シールド機の外形よりも小さく、外寸は前記シールド機の外形よりも大きく形成され、その外周部が前記坑口の周縁部に沿って前記土留め壁に取り付けられた第一の止水材と、前記第一の止水材の内方で、前記シールド機の前記上段のカッター部と前記下段のカッター部との境界部分に対応する高さ位置の前記土留め壁に取り付けられるとともに、その両端が前記第一の止水材に接続された帯状の第二の止水材と、前記第一の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第一の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する環状の第一のバックアップ材と、前記第二の止水材よりも前記空間側に設けられ、前記第二の止水材よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する帯状の第二のバックアップ材とからなる止水手段を備えた土留め壁を、空間から地山へ向かって又は地山から空間へ向かって、互いに独立して駆動可能なカッター部が上段及び下段に配置され、これら上段及び下段のカッター部が、上段のカッター部が下段のカッター部よりも進行方向に突出するように固定配置されているシールド機が通過する際の進行方法において、前記上段のカッター部を前記第一の止水材と前記第二の止水材との間に進行させて、前記上段のカッター部の周囲を前記第一の止水材及び前記第二の止水材で止水するとともに、前記第一のバックアップ材及び第二のバックアップ材でそれらをそれぞれ支持し、前記シールド機の前記下段のカッター部が前記土留め壁の直前に到達したら、前記下段のカッター部を回転し、前記下段のカッター部で前記第二の止水材及び前記第二のバックアップ材を破砕しながら、前記第一の止水材の内側に前記シールド機全体を進行させて、前記シールド機全体の周囲を前記第一の止水材で止水するとともに、前記第一のバックアップ材でそれを支持することを特徴とする。
【００２２】
本発明のシールド機の進行方法によれば、第一の止水材、第一のバックアップ材、第二の止水材及び第二のバックアップ材で上段のカッター部の周囲を止水しながらシールド機を進行させるので、地下水が空間に流入することを防止できる。
【００２３】
また、下段のカッター部が地山へ進入する際は、第一の止水材及び第一のバックアップ材でシールド機本体の周囲を止水しながらシールド機を進行させるので、地下水が空間に流入することを防止できる。
【００２４】
さらに、シールド機と坑口との間の隙間を通過した被圧地下水の圧力が第一及び第二の止水材に作用しても、第一のバックアップ材及び第二のバックアップ材を備えているので、これらのバックアップ材が第一及び第二の止水材を支持してその圧力を負担する。したがって、第一及び第二の止水材が被圧地下水の圧力によって破断することは無く、確実に止水性を保持できる。
【００２５】
そして、シールド機の下段のカッター部が土留め壁を通過する際には、第二の止水材及び第二のバックアップ材を取り付けたままシールド機を進行させるので、上段のカッター部の下面と坑口との間の隙間を止水し続けることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、シールド機の上段のカッター部が空間から地山へ又は地山から空間へ進入する際に、上段のカッター部の下面と坑口との間を確実に止水することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、明かりから土留め壁を貫通して地山内へ発進する場合及び地山内から土留め壁を貫通して明かりに到達する場合について説明するが、これに限定されるものではなく、立坑内から地山へ発進したり、地山内から立坑へ到達する場合等にも適用可能である。また、予め坑口の上半分が土留め壁に開口されており、シールド機の進行とともに、坑口の下半分を開口する（すなわち、土留め壁を掘削する）場合について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る坑口３の上半分３ａが開口された土留め壁１に止水構造２を設置した状態を示す鉛直断面図である。また、図２及び図３は、それぞれ図１のａ部拡大図、Ｂ矢視図である。  
図１〜図３に示すように、止水構造２は、坑口３とシールド機４との間の隙間５（図８参照）から明かりである空間６へ地下水が流入することを防止するものである。
【００２９】
止水構造２は、既に開口された上半分３ａ及び開口予定の下半分３ｂとからなる坑口３の周縁部に沿って土留め壁１に取り付けられた第一の止水手段７と、第一の止水手段７の内方に略水平に設けられ、その両端が第一の止水手段７の内周に接続された第二の止水手段１０とを備える。
【００３０】
第一の止水手段７は、環状で、その内寸がシールド機４の外形よりも小さく、外寸がシールド機４の外形よりも大きくなるように形成された第一の止水材８と、第一の止水材８よりも空間６側に設けられ、第一の止水材８よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する第一のバックアップ材９とから構成される。
【００３１】
第一の止水材８は、その外周側縁部が坑口３の周端部に沿って土留め壁１に固定されている。外周側縁部には、接着剤が塗布されることで土留め壁１に密着している。第一の止水材８は、例えば、ゴム製の止水シートであり、シールド機４の進行に追随して進行方向へ変形可能である。
【００３２】
第一のバックアップ材９は、第一の止水材８を覆うように環状に取り付けられる。第一のバックアップ材９は、例えば、鋼板であり、第一の止水材８と同様に、シールド機４の進行に追随して進行方向へ変形可能である。また、第一のバックアップ材９は、高い剛性を有しているため、隙間５を通過した被圧地下水の圧力が第一の止水材８に作用しても、第一の止水材８を支持してその圧力を負担する。
【００３３】
第二の止水手段１０は、シールド機４（後述する）が坑口３を通過する際の上段のカッター部１３と下段のカッター部１４との境界部分に対応する高さ位置に設けられる。この第二の止水手段１０は、両端が第一の止水材８の内周縁部に接続され、下側縁部が土留め壁１に取り付けられた帯状の第二の止水材１１と、第二の止水材１１よりも空間６側に設けられ、第二の止水材１１よりも剛性が高く、かつ、可撓性を有する第二のバックアップ材１２とから構成される。
【００３４】
第二の止水材１１は、第一の止水材８と同様に、例えば、ゴム製の止水シートであり、シールド機４の進行に追随して進行方向へ変形可能である。
【００３５】
第二のバックアップ材１２は、第二の止水材１１を覆うように帯状に取り付けられる。第二のバックアップ材１２は、第一のバックアップ材９と同様に、例えば、鋼板であり、シールド機４の進行に追随して進行方向へ変形可能である。また、第二のバックアップ材１２は、高い剛性を有しているため、隙間５を通過した被圧地下水の圧力が第二の止水材１１に作用しても、第二の止水材１１を支持してその圧力を負担する。
【００３６】
以下に、シールド機４の発進方法及び到達方法について説明する。まず、最初に本発明で使用するシールド機４について説明する。
【００３７】
図４及び図５は、それぞれ本実施形態に係るシールド機４の正面図及び側断面図である。  
図４及び図５に示すように、シールド機４は、互いに独立して駆動可能なカッター部１３、１４をそれぞれ上段及び下段に備えたフード部１５と、シールド機４本体を進行させるためのシールドジャッキ１６等を備えたガーダ部１７と、セグメント２３を組み立てるエレクタ１８等を備えたテール部１９とから構成されている。
【００３８】
上段のカッター部１３及び下段のカッター部１４は、シールド機４本体の前面に設けられ、地山Ｅを掘削するためのカッターヘッド２０と、カッターヘッド２０を回転させるための駆動源２１とを備えており、各カッター部は、それぞれ独立して駆動可能である。
【００３９】
上段のカッター部１３は、シールド機４本体内に、下段のカッター部１４よりも進行方向に所定の長さだけ突出するように配置されている。
【００４０】
ガーダ部１７には、各カッター部１３、１４で掘削した土砂を排出するためのスクリューコンベア２２等が設置されている。
【００４１】
次に、このシールド機４を用いた発進方法及び到達方法について、この順に説明する。なお、以下の説明では、発進時に利用する明かりを発進空間６ａという。この発進空間６ａは、シールド機４の発進位置であって、シールド機４の発進作業を行うための作業領域として使用される。坑口３の上半分３ａは、シールド機４の上段のカッター部１３が進入できるように、予め開口されているため、下段のカッター部１４で土留め壁１を掘削して坑口３の下半分３ｂを形成しながら地山Ｅ内に進入する場合について説明する。
【００４２】
図６は、発進空間６ａにシールド機４を設置した状態を示す側断面図である。  
図６に示すように、発進空間６ａの底盤に掘削予定のトンネル２４の傾斜角度に沿った架台２５と、シールド機４の発進の際に反力を得るための反力壁２６とを構築する。そして、シールド機４を架台２５上に設置する。
【００４３】
図７〜図９は、シールド機４の発進方法を示す図である。  
図７に示すように、シールド機４本体を進行させて、進行方向に位置する第一の止水手段７と第二の止水手段１０との間に上段のカッター部１３を進入させる。  
そして、図８に示すように、上段のカッター部１３が進入すると、第一の止水材８、第二の止水材１１、第一のバックアップ材９及び第二のバックアップ材１２はシールド機４の進行方向に変形して、上段のカッター部１３の外周面に密着することにより、上段のカッター部１３と土留め壁１との間の隙間５を地下水が通過しても、両止水材８、１１により、地下水が発進空間６ａ内に流入するのを防止できる。また、両止水材８、１１に被圧地下水の圧力が作用しても、各バックアップ材９、１２がそれぞれ各止水材８、１１を支持してその圧力を負担するので、確実に止水できる。
【００４４】
こうして、上段のカッター部１３の周囲を両止水手段７、１０で止水しながら、シールド機４を進行させる。そして、下段のカッター部１４が土留め壁１の直前に到達したらシールド機４を停止して、第二の止水手段１０を取り外す。
【００４５】
次に、図９に示すように、上段のカッター部１３及び下段のカッター部１４のカッターヘッド２０を回転駆動させるとともに、シールド機４本体を進行させて、進行方向に位置する土留め壁１を下段のカッター部１４のカッターヘッド２０で掘削し、下半分３ｂを開口する。
【００４６】
シールド機４が土留め壁１を掘削しつつ、第一の止水手段７内に進入すると、下段のカッター部１４に接する第一の止水材８及び第一のバックアップ材９がシールド機４の進行方向に変形して、シールド機４本体の外周面に密着することにより、シールド機４本体と土留め壁１との間の隙間５を地下水が通過しても、第一の止水材８により、地下水が発進空間６ａ内に流入するのを防止できる。また、第一の止水材８に被圧地下水の圧力が作用しても、第一のバックアップ材９が第一の止水材８を支持してその圧力を負担するので、確実に止水できる。
【００４７】
こうして、シールド機４本体の周囲を第一の止水手段７で止水しながら、地山Ｅ内にシールド機４本体を進入させる。
【００４８】
その後、上段のカッター部１３及び下段のカッター部１４のカッターヘッド２０を回転駆動させて所定の距離だけ掘進してからセグメント２３を構築するまでの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、発進空間６ａから地山Ｅ内にシールド機４全体を進入させる。
【００４９】
次に、シールド機４の到達方法について説明する。  
図１０〜図１３は、シールド機４の到達方法を示す図である。図１０に示すように、以下の説明では、到達時に利用する明かりを到達空間６ｂという。この到達空間６ｂは、シールド機４の到達位置であって、シールド機４の到達作業を行うための作業領域として使用される。坑口３の上半分３ａは、シールド機４の上段のカッター部１３が進入できるように、予め開口されているため、下段のカッター部１４で土留め壁１を掘削して坑口３の下半分３ｂを形成しながら到達空間６ｂ内に進入する場合について説明する。
【００５０】
地山Ｅ内で上段のカッター部１３及び下段のカッター部１４のカッターヘッド２０を回転駆動させるとともに、シールド機４本体を到達空間６ｂ側へ進行させる。そして、上段のカッター部１３が、坑口３の上半分３ａが内に到達したら、上段のカッター部１３のカッターヘッド２０の回転を停止する。
【００５１】
そして、図１１に示すように、上段のカッター部１３のカッターヘッド２０は停止したまま、下段のカッター部１４のカッターヘッド２０のみを回転させて地山Ｅを掘削しつつ、第一の止水手段７と第二の止水手段１０との間に上段のカッター部１３を進入させる。
【００５２】
上段のカッター部１３が進入すると、第一の止水材８、第二の止水材１１、第一のバックアップ材９及び第二のバックアップ材１２はシールド機４の進行方向に変形して、上段のカッター部１３の外周面に密着することにより、上段のカッター部１３と土留め壁１との間の隙間５を地下水が通過しても、両止水材８、１１により、地下水が到達空間６ｂ内に流入するのを防止できる。また、両止水材８、１１に被圧地下水の圧力が作用しても、各バックアップ材９、１２がそれぞれ各止水材８、１１を支持してその圧力を負担するので、確実に止水できる。
【００５３】
こうして、上段のカッター部１３の周囲を両止水手段７、１０で止水しながら、シールド機４を進行させる。そして、下段のカッター部１４が土留め壁１の直前に到達したら、シールド機４の進行を停止する。
【００５４】
次に、図１２に示すように、シールド機４を停止したら、第二の止水手段１０を取り外す。そして、再び、下段のカッター部１４のカッターヘッド２０を回転駆動させるとともに、シールド機４本体を進行させて、進行方向に位置する土留め壁１を下段のカッター部１４のカッターヘッド２０で掘削し、下半分３ｂを開口する。
【００５５】
その後、図１３に示すように、シールド機４全体が第一の止水手段７内に進入すると、下段のカッター部１４に接する第一の止水材８及び第一のバックアップ材９がシールド機４の進行方向に変形して、シールド機４本体の外周面に密着することにより、シールド機４本体と土留め壁１との間の隙間５を地下水が通過しても、第一の止水材８により、地下水が到達空間６ｂ内に流入するのを防止できる。また、第一の止水材８に被圧地下水の圧力が作用しても、第一のバックアップ材９が第一の止水材８を支持してその圧力を負担するので、確実に止水できる。
【００５６】
こうして、シールド機４本体の周囲を第一の止水手段７で止水しながら、到達空間６ｂにシールド機４本体を進入させる。
【００５７】
上述した本実施形態における止水構造２によれば、シールド機４の上段のカッター部１３が発進空間６ａから地山Ｅ内へ又は地山Ｅ内から到達空間６ｂへ進入する際は、上段のカッター部１３の上面及び左右面と土留め壁１との間を第一の止水手段７で止水し、上段のカッター部１３の下面と土留め壁１との間を第二の止水手段１０で止水するので、上段のカッター部１３と土留め壁１との間の隙間５を通過した地下水が発進空間６ａ内及び到達空間６ｂ内に流入するのを防止できる。
【００５８】
また、シールド機４全体が発進空間６ａから地山Ｅ内へ又は地山Ｅ内から到達空間６ｂへ進入する際は、シールド機４の外殻を第一の止水手段７で止水するので、シールド機４本体と土留め壁１との間の隙間５を通過した地下水が発進空間６ａ内又は到達空間６ｂに流入するのを防止できる。
【００５９】
さらに、上段のカッター部１３と土留め壁１との間の隙間５やシールド機４本体と土留め壁１との間の隙間５を通過した被圧地下水の圧力が第一の止水材８や第二の止水材１１に作用しても、各バックアップ材９、１２がそれぞれ各止水材８、１１を支持してその圧力を負担するので、確実に止水できる。
【００６０】
そして、両バックアップ材９、１２の鋼板や両止水材８、１１のゴム製の止水シートは、一般的な材料なので、入手性に優れている。
【００６１】
また、シールド機４の下段のカッター部１４で土留め壁１を掘削する際は、第二の止水材１１及び第二のバックアップ材１２を取り外すので、第二の止水材１１及び第二のバックアップ材１２を再利用することができる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、予め坑口３の上半分３ａが開口されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、開口されていない場合にも適用可能である。
【００６３】
なお、本実施形態においては、下段のカッター部１４で土留め壁１を掘削する際に、第二の止水手段１０を取り外す場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第二の止水手段１０を土留め壁１と一緒に掘削してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係る坑口の止水構造の鉛直断面図である。
【図２】図１のａ部拡大図である。
【図３】図１のＢ矢視図である。
【図４】本実施形態に係るシールド機の正面図である。
【図５】本実施形態に係るシールド機の側断面図である。
【図６】発進空間にシールド機を設置した状態を示す側断面図である。
【図７】シールド機の発進方法を示す図である。
【図８】シールド機の発進方法を示す図である。
【図９】シールド機の発進方法を示す図である。
【図１０】シールド機の到達方法を示す図である。
【図１１】シールド機の到達方法を示す図である。
【図１２】シールド機の到達方法を示す図である。
【図１３】シールド機の到達方法を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  土留め壁
２  止水構造
３  坑口
３ａ  上半分
３ｂ  下半分
４  シールド機
５  隙間
６  空間
６ａ  発進空間
６ｂ  到達空間
７  第一の止水手段
８  第一の止水材
９  第一のバックアップ材
１０  第二の止水手段
１１  第二の止水材
１２  第二のバックアップ材
１３  上段のカッター部
１４  下段のカッター部
１５  フード部
１６  シールドジャッキ
１７  ガーダ部
１８  エレクタ
１９  テール部
２０  カッターヘッド
２１  駆動源
２２  スクリューコンベア
２３  セグメント
２４  トンネル
２５  架台
２６  反力壁
Ｅ  地山
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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